工程爆破信息化施工管理

工程爆破信息化施工管理

张勇邓志勇

深圳市和利爆破技术工程有限公司

摘要：本文依托深圳市安托山安峦公馆项目基坑支护及土石方爆破工程，建立一套远程无线监测管理系统，在施工过程中进行了全程监测，各相关方通过无线网络第一时间获得了各项监测数据，并根据数据信息及时优化调整施工参数、工艺，特别在爆破施工期间，爆破振动速度得到严格控制，为工程的顺利进行提供了有力的保障。系统成功应用可为以后的类似工程提供参考。

关键词：信息化、远程无线监测、施工管理

1引言

随着我国城市的快速发展，建设规模巨大，建设速度快，在既有轨道交通、建筑周边进行工程建设活动与日俱增，而建筑物的修建不可避免地会对既有结构产生一定的影响，特别是进行爆破作业施工，对结构安全的影响更是引起广泛的关注，炸药爆炸时产生的爆破振动波在地层中传播时，会对邻近地上建筑和地下工程结构产生影响，以及多次重复人工振动波，不可避免的会对邻近结构产生某种程度的破坏。因此需要在爆破施工中对周边结构安全进行实时管控，确保爆破施工安全。

本文依托深圳市安托山安峦公馆项目基坑支护及土石方爆破工程，实现了爆破施工信息化管理，安全快速完成全部施工任务。项目邻近深圳运营地铁2#，基坑坡脚距地铁隧道边线最小水平距离9.35m，隧道拱顶埋深11.5~15.7m，基坑开挖深度7~13m，属于运营地铁安全保护区内实施爆破作业，爆破振速控制精度要求高，爆破难度极大，施工中利用远程无线监测技术及时反馈信息，优化爆破设计，保证该工程的安全顺利实施，也为以后的类似工程提供借鉴。

2信息化施工特点

信息化爆破设计与施工是指：通过监测数据的反馈分析判断当前的爆破设计与施工状况是否科学合理，及时发现爆破施工中存在的问题，为优化爆破方案、改善爆破效果提供信息，指导爆破施工的安全顺利进行。信息化设计不仅仅包括施工前的设计，而且还包括施工过程中的设计，即把过去截然分开的施工和设计两个阶段，融合为一体，构成了一个完整的设计过程。为爆破工程不确定因素引起的设计和施工难题提供了一个合理的解决方法，它充分利用目前先进的监测和施工工艺等手段，从工程的地质条件、施工方法等获取的信息，反馈并修正爆破设计，指导施工。

由于地质条件的复杂性、设计和施工方法的局限性以及各种不确定因素的影响，使得在设计阶段确定的爆破参数在施工阶段可能达不到工程要求。因此，在爆破施工中，必须采取必要的测试手段对爆破振动等进行监测，根据监测信息来调整设计参数，以确保爆破工程安全及质量。信息化爆破施工的要点是监测方案与监测信息反馈于设计，图1为爆破信息化施工框图。

利用监测数据判断爆破效果以及周边建构筑物的安全，必须设置监测数据控制指标，然后建立绝对值或变化速率的安全系数，并根据安全系数大小设置不同等级的警戒水平，或者根据监测值变化趋势不断优化爆破方案，进一步改善爆破效果。原则上讲：爆破效果没有最好，只有更好。

图1爆破信息化施工框图

3施工监测内容

通常根据爆破项目、周边建构筑物结构特点，确定施工过程中的监测内容，其监测数据可以有效的指导施工安全。一般监测内容主要有：爆破振动速度（加速度）、沉降、变形、位移等。

安峦公馆项目施工过程中重点保护既有地铁运行安全、地铁隧道结构安全，综合评估，爆破施工过程对地铁隧道结构及道床沉降与水平位移、爆破振动速度进行监测。项目环境平面见图2。

图2环境平面示意图

3.1沉降与水平位移监测

根据《深圳市地铁运营安全管理暂行办法》相关要求，监测断面是受测处的隧道正交横断面，并在该断面上布置有多个监测点。共布置监测断面12个，每个监测断面布置监测点3~4个，分别是侧壁2个、道床1个、拱顶1个。

（1）监测周期

从施工开始至地下室回填结束后三个月，且监测曲线趋于平缓时止。

（2）监测频率

在施工前应按规定进行初测，工程施工至开挖至5m深期间1次/2天，开挖5m深以后至整个基坑底板施工完成后7天期间1次/天，底板完成7天后至基坑回填完成后3个月1次/1周，基坑回填完成3个月且监测数据曲线变形趋于平缓时，经地铁集团同意，可停止监测。

根据深圳市地铁集团有限公司《城市轨道交通安全保护区施工管理暂行办法》，隧道结构绝对沉降及水平位移不大于10mm。第三方监测的实际变形值达到最大允许变形值的60%时，应及时调整施工参数，并向有关单位报告，当达到最大变形允许值80%时，须暂停施工。

3.2爆破振动速度监测

根据工程经验及专项方案，在距离爆破区域最近处的地铁2号线隧道进行爆破振动检测，将爆破区域分割成5个区域，每个区域的轨行区内布置3个间距15m的测点，分别布设在隧道迎爆侧壁面、消防水管、轨道基础上。

根据《深圳市地铁运营安全管理暂行办法》，爆破振动速度控制标准为1.2cm/s，达到控制标准60%时，及时反馈信息调整优化爆破参数；达到控制标准80%时，暂停施工，调整施工方案，采取进一步安全保护措施。

每次爆破前测量计算爆区到测点的直线距离，以便测试数据准确指导施工。

现场测点布置见图3.

图3现场测点布置

4远程无线自动监测系统

由于在运营地铁隧道里进行监测，受地铁运行、安保等影响，很难实现常规结构监测，特别是沉降及水平位移监测需要24小时进行，有必要采用远程无线自动监测系统，实现监测数据无线传输，及时反馈监测信息。

远程无线监测系统分为信息采集、数据处理、信息发布三个环节，图4。系统利用3G/4G/GPRS技术将无线通信与国际互联网等多媒体通信手段相结合来实现超远距离爆破监测，完成遥测、遥控、高速无线数据传输。

图4远程无线监测管理系统示意图

5系统应用

依托安峦公馆项目，在施工现场建立了一套远程无线监测管理系统，施工过程中进行了全程监测，业主方、监理方和施工方等相关人员可以通过无线网络第一时间获得了各项监测数据，施工技术人员第一时间获取监测数据，并根据数据信息及时优化调整施工参数，特别在爆破施工期间，每次爆破技术设计都依据前一次监测数据进行，严格控制爆破振动速度，其便捷高效的特性发挥的淋漓尽致。

远程无线监测系统本工程中应用达到了很好的效果，数据可以实时传输，只要在可以接入互联网的情况下，都可以通过授给权限进入系统，随时了解工程情况，针对出现的问题可以及时采取应对措施。通过信息化施工，所有测点均未超过控制标准要求值，保证了工程本身以及地铁运行、隧道结构的安全，为工程的顺利进行提供了有力的保障。

6信息化施工效果

经过工程技术人员近6个月的精心设计、精心施工，克服种种不利因素，安全顺利完工，比原设计方案采用静态破碎法要提前6个月完成。

本项目的成功应用，可以为类似工程提供借鉴。

参考文献

[1]邓志勇，张勇，赵超群等．网络云平台与爆破测振在线监管系统[C]．中国爆破新技术Ⅳ，2016，1424-1429．

[2]王盼，吴兆福，张怀亮．测量机器人远程控制应用设计[J]．工程勘察，2017，(2):49-52．

[3]刘绍堂，王果，潘洁晨．测量机器人隧道变形自动监测系统的研究进展[J]．测绘工程，2016，25(10):42-48．